Pierwsza w historii detekcja fal grawitacyjnych

Podmiot odpowiedzialny: prof. dr hab. Piotr Jaranowski – dziekan Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku 

Pierwsza w historii detekcja fal grawitacyjnych przez zespoły LIGO Scientific Collaboration i Vigro Collaboration

W odkryciu fal grawitacyjnych, nagrodzonym w 2017 roku Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki, brał udział fizyk z Uniwersytetu w Białymstoku – prof. Piotr Jaranowski, obecnie dziekan Wydziału Fizyki UwB. Badania prowadzone były w ogromnym międzynarodowym konsorcjum złożonym z dwóch zespołów: LIGO Scientific Collaboration i Virgo Collaboration. W skład zespołu Virgo Collaboration wchodzi kilkunastoosobowa grupa polskich naukowców. Jednym z nich jest prof. Jaranowski z UwB.

Zarejestrowanie we wrześniu 2015 roku przez detektory w USA fal grawitacyjnych wywołanych przez zderzenie czarnych dziur otwiera nowe okno na Wszechświat. Pierwszy raz w historii zaobserwowano zmarszczki czasoprzestrzeni, którymi są fale grawitacyjne, docierające do Ziemi z kataklizmu mającego miejsce w dalekim kosmosie. Fale grawitacyjne niosą informacje o swoim pochodzeniu i o naturze grawitacji, których nie da się uzyskać w inny sposób. Ich odkrycie potwierdziło jedną z najważniejszych konsekwencji ogólnej teorii względności Einsteina stworzonej w roku 1915. W połowie sierpnia 2017 roku zarejestrowano sygnał nowego typu: zderzenie dwóch gwiazd neutronowych. Detekcja ta dostarczyła ogromnej ilości unikatowych informacji. Między innymi jest pierwszym potwierdzeniem tego, że tzw. błyski gamma są wytwarzane podczas zderzeń gwiazd neutronowych. Odkrycie to otwiera zupełnie nowy sposób badania kosmosu, który może zmienić nasze rozumienie podstawowych praw fizyki, i dlatego być może zasłuży, w dalszej perspektywie, na kolejną nagrodę Nobla. Pierwsze rejestracje fal grawitacyjnych stanowią początek długiej drogi, która nie wiadomo jeszcze dokąd nas doprowadzi. Przez obserwacje fal grawitacyjnych być może będzie można też się cofnąć do samego początku świata, do pierwszych ułamków sekundy po Wielkim Wybuchu.

Istotny wkład w doprowadzeniu do pierwszej bezpośredniej obserwacji fali grawitacyjnej z układu podwójnego czarnych dziur wniosło 15 polskich naukowców pracujących w grupie POLGRAW, która jest członkiem projektu Virgo. Dziewięciu z nich znalazło się wśród autorów publikacji ogłaszającej odkrycie fal grawitacyjnych, wśród nich także prof. Jaranowski. Rola białostockiego naukowca polegała w szczególności na stworzeniu (we współpracy z prof. Andrzejem Królakiem z Instytutu Matematycznego PAN w Warszawie) podstaw algorytmów i metod analizy danych służących do wykrycia fal grawitacyjnych pochodzących z układów podwójnych złożonych z gwiazd neutronowych i czarnych dziur oraz do estymacji parametrów tych fal. Prof. Jaranowski przyczynił się też do precyzyjnego modelowania sygnału fali grawitacyjnej z układu podwójnego. Zostało to zauważone przez Noblowski Komitet Fizyki (The Nobel Committee for Physics), który w dokumencie Scientific Background on the Nobel Prize In Physics 2017: The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory and the First Direct Observation of Gravitational Waves opublikowanym w związku z Nagrodą Nobla z fizyki, zacytował jedną z prac P. Jaranowskiego i jego współpracowników z Francji i Niemiec, T. Damoura i G. Schäfera, poświęconą temu zagadnieniu.

Profesor Piotr Jaranowski związany jest z białostocką uczelnią od 1985 roku. Kieruje Zakładem Astronomii i Astrofizyki na Wydziale Fizyki UwB. Jest współautorem ponad 170 artykułów opublikowanych w czasopismach o zasięgu międzynarodowym oraz (wraz z A. Królakiem) monografii „Analysis of Gravitational-Wave Data” wydanej przez Cambridge University Press. Prof. Piotr Jaranowski jest członkiem Międzynarodowej Unii Astronomicznej, Polskiego Towarzystwa Fizycznego oraz Polskiego Towarzystwa Relatywistycznego.